淺談塑料擠出成型新技術(shù)的應(yīng)用

東莞市常平鎮(zhèn)松柏塘村華立工業(yè)村 523561

摘要：本文主要從事論述擠出成型機的發(fā)展和塑料擠出等內(nèi)容，旨在與同行探討學(xué)習(xí)共同進(jìn)步然而對塑料擠出成型技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：成型；原理；發(fā)展

塑料成型的基本方法是擠出成型的應(yīng)用范圍之一。因為擠出成型是聚合物加工中出現(xiàn)較早的一門技術(shù)，所以在塑料加工中占有重要的地位。一直以來，塑料工業(yè)經(jīng)歷了從無到有，從小到大的發(fā)展過程，特別是改革開放以來得到迅速發(fā)展，已逐漸形成了齊全的工業(yè)體系，從產(chǎn)量來說已躋身于世界前茅。塑料機械行業(yè)不僅是為塑料工業(yè)提供技術(shù)裝備，而且也幫助市場促進(jìn)塑料機械工業(yè)的發(fā)展。

1擠出成型機及其發(fā)展

一直以來對擠出成型機進(jìn)行了許多技術(shù)和開發(fā)。例如：耐磨螺桿料筒的開發(fā)主要是加熱冷卻與驅(qū)動的節(jié)能對策，螺桿的熱管溫控是由單螺桿機螺桿的長度增加和單螺桿機帶溝槽套筒的采用組成的。其中單螺桿擠出機的產(chǎn)量明顯發(fā)展得比較迅速。

2.擠出成型原理

擠出成型的依據(jù)主要是研究物料在螺桿式擠出機中的塑化擠出過程、狀態(tài)變化及運動規(guī)律的工程原理。如物料在螺槽內(nèi)速度、壓力、溫度分布規(guī)律，螺桿的輸送能力、塑化能力及功率消耗等。

3.物料的塑化擠出

我們研究的三個功能區(qū)：、熔融區(qū)、固體輸送區(qū)、熔體輸送區(qū)，其對應(yīng)為三個理論：：固體輸送理論、熔融理論和熔體輸送理論。這些區(qū)段的存在與否及在擠出機中的位置視具體的擠出過程而有所不同，相鄰各段也會互相交疊，當(dāng)聚合物性能或操作條件變化時各段邊界可以改變。

4.擠出成型裝備發(fā)展趨勢與對策

擠出成型裝備發(fā)展趨勢有以下幾點：

⑴ 高速、高產(chǎn)化

一直以來，通常作為擠出成型裝備主要性能指標(biāo)的“高速、高產(chǎn)”，一直都被認(rèn)為是擠出成型機發(fā)展的主要方向，高的產(chǎn)出與價格比不但是企業(yè)家最為關(guān)心的，而且也是科技工作者一直尋求的目標(biāo)。

⑵ 高效、多功能化

擠出機的高效性能主要表現(xiàn)在高產(chǎn)出、低能耗、低制造成本方面。在功能方面，螺桿擠出機不但只用于高分子材料的擠出成型和混煉加工，而且它的用途更為廣泛己拓寬到飼料、火炸藥、建材、陶瓷、食品等等的應(yīng)用。另外，將擠出成型與混煉造粒工序合二為一的“一步法擠出工藝”，也值得引起重視?！耙徊椒〝D出成型工藝”即能節(jié)省能耗，減少占地面積又能減少設(shè)備投資和操作人員等方面。因此，一步法擠出成型工藝具有明顯的優(yōu)勢。

（3）智能化和網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)在大部分的公司都利用網(wǎng)上遠(yuǎn)程演播和控制技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制。發(fā)達(dá)國家的擠出機已遍及引用計算機控制技術(shù)以及現(xiàn)代電子的技術(shù)來操控網(wǎng)絡(luò)。相對于整個擠出過程工藝參數(shù)的熔體壓力及溫度，電機的電流電壓以及各種原料的配比等參數(shù)進(jìn)行在線檢測，并且采用了高端的微機閉環(huán)來控制。這對保證工藝條件的穩(wěn)定有利于提高產(chǎn)品的精度。

（4）大型化和精密化

在擠出成型裝備中，一般中、小型的通用機器均由我國生產(chǎn)。因此實現(xiàn)擠出成型設(shè)備的大型化不僅可以降低生產(chǎn)成本而且在吹膜機組、管材擠出機組、大型雙螺桿造粒機組等方面占有明顯的優(yōu)勢。在進(jìn)口的擠出成型機中絕多數(shù)是精密的、大型的機器重點發(fā)展技術(shù)裝備，大型乙烯工程配套通常被稱為是三大關(guān)鍵設(shè)備之一，現(xiàn)在的大型擠壓造粒機組長期被認(rèn)為是依靠進(jìn)口，擠出機的地產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到7780臺，但是有同向平雙834臺，其中有異向平雙及錐雙1245臺，所以我們必須要加快進(jìn)程，盡量滿足石化工業(yè)的發(fā)展需求。而且精密化可以提高對產(chǎn)品的含金數(shù)量，但多層共擠復(fù)合薄膜等等都是需要精密擠出的，也作為實現(xiàn)精密擠出的重要手法之一 ——熔體齒輪泵必須加大力度進(jìn)行開發(fā)研究。

5.精度高速成型中

1.能實現(xiàn)穩(wěn)定擠出，提高擠出制品尺寸精度，降低廢品率。在擠出過程中，物料加料量的不均勻、機筒和機頭溫度的波動、螺桿轉(zhuǎn)速的脈動等現(xiàn)象是難以避免的。使用熔體齒輪泵可消除加料系統(tǒng)的加料誤差，可大幅度減弱上游工藝傳遞的波動，快速的進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高擠出制品尺寸精度，降低廢品率。2.提高產(chǎn)量，降低能耗，實現(xiàn)低溫擠出，延長機器的壽命。由于擠出機安裝了聚合物熔體泵，把擠出機的減壓功能轉(zhuǎn)移到齒輪泵上完成，擠出機可在低壓低溫狀態(tài)下工作，漏流量大大減少，產(chǎn)量提高。齒輪泵比擠出機更易有效地建立機頭壓力，并可降低擠出機的背壓，使螺桿承受的軸向力下降，延長使用壽命。3.具有線性擠出特性，便于上、下游設(shè)備協(xié)調(diào)工作。由于齒輪泵漏流量較少，泵的輸送能力與轉(zhuǎn)速基本成線性關(guān)系，齒輪泵轉(zhuǎn)速改變后，其流量能確切地知道，由于可以確定上、下游設(shè)備與齒輪泵同步的工作速度，利用齒輪泵入口、出口處采集的壓力、溫度等信息資料，實現(xiàn)整個擠出過程全程在線監(jiān)測與反饋控制?？刂葡到y(tǒng)采用西門子PLC可編程控制模式，配有先進(jìn)的人機界面，能對壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速進(jìn)行全方位的控制、自動和手動控制功能無憂切換，控制系統(tǒng)能很好的消除各種因素引起擠出機的壓力波動，穩(wěn)定出料口的壓力，最大限度的發(fā)揮熔體泵在精密擠出方面的優(yōu)勢。4.高精度外徑尺寸還是尺寸精度要求很高的醫(yī)用管以及硬質(zhì)聚氯乙烯多腔結(jié)構(gòu)中空異型制品，都能達(dá)到 高精 度要求現(xiàn)在還開發(fā)了新的應(yīng) 用技術(shù)。其中之一是“干式真空定徑”和“濕式真空定徑” 配合的高精度高速成型。

6.新的擠出成型技術(shù)及其開發(fā)

作為三大合成材料之一的塑料自問世以來迅猛發(fā)展。以塑代鋼、以塑代有色金屬、以塑代水泥等，被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建材、包裝、機械、電子、汽車、家電、石化和國防，以及人們的日常生活等各個領(lǐng)域。因此可以預(yù)測，在21世紀(jì)里，塑料將是人類活動的最主要的原料之一。由于擠出成型是塑料加工的最主要的形式，因此發(fā)展塑料擠出成型技術(shù)與設(shè)備具有重要意義。

1、新型擠出混煉技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)何謂新的擠出成型技術(shù)難下準(zhǔn)確定義這里所提到 的新技術(shù)只能說是為 以往的擠出成型技術(shù)稍有不同而已過去幾年來開發(fā)了。好幾種這樣的新技術(shù)例如有彎曲擠出成型、斷續(xù)封裝成型等等。

2.復(fù)合擠出成型技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)研究。最近，多層共擠的超寬土工膜、包裝用的拉伸拉幅平膜、建筑用的復(fù)合瓦楞板、芯層發(fā)泡板材和管材的市場需求量很大，與此相關(guān)的成型技術(shù)和裝備的開發(fā)研究必須引起足夠的重視。

3.模塊化和專業(yè)化實行擠出成型裝備生產(chǎn)的“模塊化”、“專業(yè)化”已是大勢所趨?！澳K化”生產(chǎn)可以適應(yīng)不同用戶的特殊要求，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，爭取更大的市場份額；而“專業(yè)化”生產(chǎn)可以將擠出成型裝備的各個系統(tǒng)模塊部件安排定點生產(chǎn)甚至進(jìn)行全球采購，這對保證整機質(zhì)量、降低成本、加速資金周轉(zhuǎn)是有利的。在我國，擠出機的螺桿、料筒、減速器、加熱冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、上加料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)均有定點工廠專業(yè)生產(chǎn)，這無疑是正確的。

4.擠出量穩(wěn)定化系統(tǒng)的發(fā)展擠出成型 與注射成型不同以自由態(tài)擠出的樹脂一邊被牽引一邊定型、冷卻以決定其尺寸。因此，擠出機的擠出量不穩(wěn)定即所謂波動是對擠出制品尺寸精度以致命缺陷的不良現(xiàn)象。

結(jié)語：

通過增加設(shè)備的塑化能力，加大齒輪扭矩，進(jìn)一步加大螺桿長徑比來提高生產(chǎn)效率；在擠出生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中不斷應(yīng)用感測技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能技術(shù)，使制品的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高。

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